山西省大同市云冈区汇林中学2023-2024高二上学期11月期中考试物理试卷(含解析)

大同市云冈区汇林中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，质量为m、带电量为的小球A，用长度为L的绝缘细线悬挂于天花板上的O点。在O点的正下方2L处，绝缘支架上固定有带电小球B，小球A静止时，细线与竖直方向的夹角为60%。已知两个带电小球都可视为点电荷，静电力常量为k，重力加速度为g，若改变小球B的位置，仍可使A球静止在原来的位置，其他条件不变，则小球B对A球的静电力的大小不可能是( )
A. B. C. D.
2、关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
3、电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点，则( )
A.电场力做功仍为W B.电场力做功为
C.两点间的电势差仍为U D.两点间的电势差为
4、如图，有一带电荷量为的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心。若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是( )
A.0 B. C. D.
5、一辆小车静止在光滑的水平面上,小车立柱上固定一条长为、系有小球的水平轻质细绳,小球由静止释放,不计一切摩擦,说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒,动量不守恒 B.小球的机械能不守恒,动量也不守恒
C.球、车系统的机械能守恒,动量守恒 D.球、车系统的机械能、动量都不守恒
6、如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量同种电荷，电荷量为Q，两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )
A.等于 B.大于 C.小于 D.等于
7、关于磁感应强度B，下列说法正确的是( )
A.根据磁感应强度的定义式可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零
C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
8、“磁单极子”是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.假设地面附近空中有一N极磁单极子，在竖直平面内的磁感线如图所示。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子正在该磁单极子上方附近做速度大小为v、半径为R的匀速圆周运动，其轨迹如图中虚线所示，轨迹平面为水平面.若不考虑地磁场的影响，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是( )
A.从轨迹上方朝下看，该粒子沿逆时针方向运动
B.该粒子受到的洛伦兹力全部提供其做匀速圆周运动的向心力
C.该粒子所在处磁感应强度大小为
D.该粒子所在处磁感应强度大小为
二、多选题
9、如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是( )
A.先把两球分开，再移走棒
B.先移走棒，再把两球分开
C.先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开
D.棒的带电荷量不变，两导体球不能带电
10、如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度大小为40V/m方向由C指向A
B.电子在A点具有的电势能为
C.将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了
D.在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最低点的电势为2V
三、计算题
11、如图所示，一束电子(电子电荷量为e)以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与电子原来的入射方向成30°夹角，则电子的质量是多少 电子穿过磁场的时间又是多少
12、如图所示的电路中，电源的电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L能正常发光吗？实际功率是多少？
13、如图所示，真空中光滑绝缘的水平面上的两个等量异号的点电荷A和B，电荷量分别为和，它们之间的距离为r，为使两电荷保持静止，现加入第三个点电荷C使三个点电荷都处于平衡状态（静电力常量为k）。则第三个点电荷C应放在什么位置？第三个点电荷C的电性及电荷量是多少？
四、实验题
14、一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）单摆实验的装置示意图如图所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点下方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角______5°（填“大于”或“小于”）。
（2）某次实验所用单摆的摆长为82.50cm，实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为______s，该小组测得的重力加速度大小为______。（结果均保留3位有效数字，取9.870）
15、有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的图线.现有下列器材供选用：
A.电压表(0~5V，内阻约10kΩ) B.电压表(0~15V，内阻约20kΩ)
C.电流表(0~3A，内阻约1Ω) D.电流表(0~0.6A，内阻约0.4Ω)
E.滑动变阻器(10Ω，2A) F.滑动变阻器(500Ω，1A)
G.学生电源(直流6V)、开关、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用__________，电流表应选用__________，滑动变阻器应选用__________。
（2）实验电路应采用电流表__________(填“内”或“外”)接法。
（3）在虚线框内画出实验电路图，并根据所画电路图进行实物图连接
参考答案
1、答案：D
解析：对小球A受力分析，受竖直向下的重力mg，沿细线向上的拉力T和电力F
根据三角形法则，静电力最小值
可知小球B对A球的静电力的大小不可能是。
故选：D。
2、答案：B
解析：A、沿电场线的方向电势降低，所以电势不同的等势面不可能相交，故A错误；B、根据电场线与等势面的关系可知，电场线与等势面互相垂直，故B正确；C、电场强度的大小与电势的高低没有关系，所以同一等势面上各点电场强度不一定相等，故C错误；D、负电荷在等势面高的位置的电势能小，所以将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电势能增大，电场力做负功，故D错误。故选：B。
3、答案：C
解析：在同一个电场中，两点之间的电势差就不变，与放入的电荷的电荷量的大小无关，是由AB之间的电势差的大小还是U；让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，电场力做功为，故ABD错误，C正确。故选C。
4、答案：D
解析：在a处产生的场强大小为，方向：水平向左。由题意知，a点处的电场强度为零，与带电薄板在a点产生的场强大小相等，方向相反，则带电薄板在a点产生的场强大小为，方向：水平向右。根据对称性可知，带电薄板在b点产生的场强大小为，方向：水平向左。在b处产生的场强大小为，方向：水平向左，则b点处的电场强度大小为，故D正确，ABC错误。故选D。
5、答案：B
解析：A:小球由静止释放过程中,小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,故系统只在在水平方向动量守恒,而小球水平方向和竖直方向受力都不为零,动量不守恒,又小球运动过程中,绳子拉力对小球做功,小球机械能也不守恒,故A错误,B正确;
C:小球与小车系统在整个过程中只有重力做功,系统机械能守恒;由于系统水平方向不受外力,系统在水平方向动量守恒但总动量并不守恒,故C、D错误.
故选B.
6、答案：C
解析：由于两球心间的距离I为球半径的3倍，它们之间的距离并不是很大，所以此时的电荷不能看成是点电荷，由于它们带的是等量同种电荷，由于电荷之间的相互排斥，电荷之间的距离会比3r大，所以此时电荷间的库仑力小于，故C正确、ABD错误。
故选C。
7、答案：C
解析：磁感应强度是比值定义法,B的大小与F、IL无关,由磁场本身决定;A错误;当导体方向与磁场方向在一条线上时,导体不受磁场力作用,此时磁感应强度不为零;B错误.据可知,当磁感应强度为零时,它所受磁场力一定为零;正确磁场中某处磁感应强度的方向,是小磁针N极的受力方向,与直线电流在该处所受磁场力方向垂直;D错误.故选C。
8、答案：C
解析：A、B项，带电粒子在洛伦兹力和重力的共同作用下做匀速圆周运动，其中洛伦兹力的竖直分量平衡重力，水平分量充当向心力，由左手定则可以判断粒子应沿着顺时针方向运动，故A、B项错误。
C、D项，带电粒子受到的洛伦兹力和重力的合力充当向心力，即，即该粒子所在处磁感应强度大小为
故C项正确，D项错误。
综上所述，本题正确答案为C。
9、答案：AC
解析：AD.带电导体球与两个球不接触，本身电量不会转移到甲乙上，所以根据静电平衡，甲的左侧和乙的右侧带有等量的异种电荷，分开两球再移走棒，两球带有等量的异种电荷。此过程中，棒的电量没有发生变化，但是两个小球会带上电，故A正确，D错误；
B.若先移走棒则感应出来的电荷又会回到各自的导体上，两个小球不会带电，故B错误；
C.若接触其中的一个小球则电荷会发生转移，再分开两个小球，都会带上电量，故C正确。
故选AC。
10、答案：AC
解析：A.取AC中点为D，可得，BD为等势面，根据几何关系以及沿电场线电势降低可知，电场强度的方向为由C指向A，电场强度大小为，故A正确；
B.电子在A点具有的电势能为
故B错误；
C.将电子由A点移到C点，电子的电场力做功为
根据功能关系可知将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了，故C正确；
D.根据几何关系，三角形ABC外接圆的半径为
在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最低点的电势为
故D错误。
故选AC。
11、答案：；
解析：电子在磁场中运动，可忽略重力的影响，认为只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧，又因为，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到的洛伦兹力的方向的交点上，如图中的O点。
由几何知识可知，弧AC所对圆心角，OC为半径r，，又由得。由于弧AC所对圆心角是30°，因此在磁场区域的时间，又由于，故。
12、答案：不能；1.28W
解析：当开关S接位置1时，回路中的电流为:.
电源的内阻为:
小灯泡的电阻为:
当开关S接位置2时，回路中的电流为:
此时小灯泡的实际功率为:
从小灯泡的实际功率来看，小灯泡此时很暗，不能正常工作。
13、答案：放在A、B连线右侧距离B电荷r处；C电荷带的正电荷
解析：由于A是正电荷，B是负电荷，而且A的电荷量大，则C必定带正电，并且在A、B电荷连线的右侧，设其距离B电荷为x，对C分析有
对B分析有
解得
14、答案：（1）小于（2）1.82；9.83
解析：（1）角度盘的大小一定，则在规定的位置安装角度盘，测量的角度准确，但将角度盘固定在规定位置的下方时，角度盘到悬挂点的距离将会变长，因此在保持角度相同的情况下，摆线在刻度盘上扫过的弧长会变长，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，其实实际摆角小于5°；
（2）一次全振动过程中单摆经过最低点两次，则单摆的周期为：
根据单摆的周期公式
可得：
15、答案：（1）A；D；E
（2）外
（3）
解析：(1)灯泡额定电压为4V，则电压表应选A；
灯泡额定电流，则电流表应选D；
小灯泡的电阻，为了较好地调节小灯泡两端的电压。
滑动变阻器应选择最大阻值为10Ω的E；
(2)灯泡电阻，电压表内阻为10kΩ，电流表内阻为0.4Ω，远大于，电流表采用外接法；
(3)描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由(2)可知，电流表采用外接法，实验电路图如图所示，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示。